《教孩子学编程（Python语言版）》——2.4 添加颜色

本节书摘来自异步社区《教孩子学编程（Python语言版）》一书中的第2章，第2.4节，作者［美］Bryson Payne，李军 译，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

2.4 添加颜色

这些螺旋线的形状不错，但是，如果它们能够更多彩一些，是不是更酷呢？让我们回到正方形螺旋线代码，在t = turtle.Pen()这一行的后面再添加一行代码，从而将钢笔颜色设置为红色。

SquareSpiral3.py

import turtle
t = turtle.Pen()
t.pencolor(“red”)
for x in range(100):
    t.forward(x)
    t.left(91)

运行该程序，我们将会看到正方形螺旋线的一个更多色彩的版本，如图2-4所示。

我们尝试用另一种常用的颜色（如“blue”或“green”）来替换掉“red”或“green”并且再次运行该程序。我们可以通过Turtle库使用数百种不同的颜色，包括一些奇怪的颜色，如“salmon”和“lemon chiffon”（访问http://www.tcl.tk/man/tcl8.4/TkCmd/colors.htm 可以查看完整的列表）。让整个螺旋线呈现一种不同的颜色是很不错的一步，但是，如果想要让每一边都显示一种不同的颜色，我们该怎么办呢？这需要对程序做一些更多的修改。

2.4.1 一个四色螺旋线

让我们来考虑一下算法（algorithm）。算法就是一系列的步骤，它可以将单色的螺旋线变为4色的螺旋线。大多数的步骤和之前的螺旋线程序中相同，但是，这里还增加了一些调整：

（1）导入turtle模块并且设置一个海龟；

（2）告诉计算机应该使用何种颜色；

（3）设置一个循环，绘制螺旋线中的100条线段；

（4）为螺旋线的每一边选取一种不同的钢笔颜色；

（5）向前移动海龟以绘制每一边；

（6）将海龟向左转，以准备好绘制下一边。

首先，我们需要颜色名称的一个列表，而不是单个的颜色，因此，我们要创建一个名为colors的列表变量并且在列表中放置4种颜色，如下所示。

colors = [“red”, “yellow”, “blue”, “green”]

这个4种颜色的列表，将会针对正方形的每一边给出一种颜色。注意，我们将颜色的列表放在了方括号“[”和“]”之间。这里要确保引号中的每一种颜色名都像我们在第1章中打印出来的单词一样，因为这些颜色名都是字符串（string）或文本值，这是我们稍后要传递给pencolor函数的值。正如前面所提到的，我们使用一个名为colors的变量来存储4种颜色的列表。因此，任何时候，当想要从列表中获取颜色的时候，我们都要使用colors变量来表示钢笔的颜色。记住，变量存储的值是变化的，这正如同其名称一样，变量嘛。

我们需要做的下一件事情是，每次遍历绘制循环的时候修改钢笔颜色。为了做到这一点，我们需要将t.pencolor()函数移入到for循环下的一组指令之中，还需要告诉pencolor函数，我们想要使用列表中的哪一种颜色。

我们输入如下的代码并运行它。

ColorSquareSpiral.py

import turtle
t = turtle.Pen()
colors = [“red”, “yellow”, “blue”, “green”]
for x in range(100):
    t.pencolor(colors[x%4])
    t.forward(x)
    t.left(91)

4种颜色的列表起作用了，我们在这个运行的示例中看到了它们（如图2-5所示）。到目前为止，一切还不错。

pencolor函数中唯一的新增部分是（colors[x%4]）。这条语句中的x和我们在程序中其他地方所使用的x是同一个变量，因此，x将持续从0～99增加，就像我们前面所见到的那样。圆括号中的colors变量名告诉Python，从我们在程序前面所添加的、名为colors的颜色名称列表中选取一种颜色。

[x%4]告诉Python我们将使用colors列表中的前4种颜色，即编号从0～3的颜色并且每当x变化的时候就遍历它们。在这个例子中，我们的颜色列表只有4种颜色，因此，我们需要一次又一次地遍历这4种颜色。

colors = [“red”, “yellow”, “blue”, “green”]
 　　　　　 0       1        2       3

[x%4]中的“%”叫作模除操作符（modulo operator），表示一次除法运算中的余数（remainder）（5÷4商1余1，因此，5可以包含4一次并且还剩下1；6÷4余2，以此类推）。当我们想要遍历列表中一定数目的项时，例如我们对4种颜色列表所做的操作，模除操作符很有用。

在100步中，colors[x%4]将遍历4种颜色（0、1、2和3，分别表示红色、黄色、蓝色和绿色）整整25次。如果我们有时间（并且有一个放大镜），可以数一数图2-5中有25条红色的、25条黄色的、25条蓝色的和25条绿色的线段。第1次遍历绘制循环的时候，Python使用列表中的第一种颜色，红色；第2次遍历的时候，它使用黄色，以此类推。第15次遍历循环的时候，Python又回过头来使用红色，然后是黄色，等等；每通过循环4次之后，总是又回过头来使用红色。

2.4.2 修改背景颜色

让我们再次加入一点内容，创造出比图2-5更漂亮一些的内容。正如我5岁的儿子Alex所指出来的那样，黄色部分太难以识别出来了。这就像是在白色的绘画纸上使用黄色的蜡笔一样，屏幕上的黄色像素无法在白色背景上明显地显示出来。让我们把背景颜色修改为黑色，来修正这个问题。我们在程序中的import行之后的任何位置，输入如下的代码行。

turtle.bgcolor(“black”)

添加这一行之后，图片更加漂亮，所有的颜色现在都处在一个黑色的背景之上。注意，海龟钢笔（在程序中由变量t表示）没有任何变化。相反，我们修改了海龟屏幕的一些内容，也就是背景颜色。turtle.bgcolor()命令允许我们将整个绘制屏幕修改为Python中指定的任何颜色。在turtle.bgcolor(“black”)这一行中，我们选择了黑色作为屏幕颜色，因此，红色、黄色、蓝色和绿色都显示得很好。

此外，我们可以将循环中的range()修改为200甚至更大，以使得螺旋线中的正方形更大。在黑色背景上显示200个线段的新版本的图片，如图2-6
所示。

Alex总是想帮助我的程序变得更为惊人，他要求再做一项修改：如果现在把线段替换为圆，那会怎么样呢？那会不会是最酷的图片呢？好吧，我必须承认，这甚至会更酷。完整的代码如下所示。

ColorCircleSpiral.py

import turtle
t = turtle.Pen()
turtle.bgcolor(“black”)
colors = [“red”, “yellow”, “blue”, “green”]
for x in range(100):
    t.pencolor(colors[x%4])
    t.circle(x)
    t.left(91)

我们可以在图2-7中看到结果。